Marc Fontecave#
Laudatio by R.V. Bensasson#
In 2009, Professor MARC FONTECAVE, member of the French Academy of Sciences, has been elected to the most prestigious French scientific institution: "Le College de France" and presented his inaugural lecture on the 26 of March 2009.
Major roots of Marc Fontecave's discoveries in the field of ribonucleotide reductases are located in Peter Reichard's laboratory at the KAROLINSKA INSTITUTET, where Marc Fontecave worked in the eighties.
He has described one of his most important discovery in J Biol Inorg Chem. 2004 Mar; 9(2):l 19-23:
"Discovery of superoxide reductase: an historical perspective."
Vincent Niviere, Marc Fontecave
For more than 30 years, the only enzymatic system known to catalyze the elimination of superoxide was superoxide dismutase, SOD. SOD has been found in almost all organisms living in the presence of oxygen, including some anaerobic bacteria, supporting the notion that superoxide is a key and general component of oxidative stress. Recently, a new concept in the field of the mechanisms of cellular defense against superoxide has emerged. It was discovered that elimination of superoxide in some anaerobic and microaerophilic bacteria could occur by reduction, a reaction catalyzed by a small metalloenzeme thus named superoxide reductase, SOR. Having played a major role in this discovery, we describe here how the concept of superoxide reduction emerged and how it was experimentally substantiated independently in our laboratory.
Marc Fontecave is interested in the mineral part of life chemistry and in particular in many metalloenzymes, including those involved in nucleic acid chemistry as well as those involved in the water splitting by photosynthetic systems.
Les travaux de Marc Fontecave ont pour objet la compréhension de la structure et la réactivité des centres métalliques présents dans les métalloprotéines. Ces recherches peuvent avoir des applications dans le domaine de la chimie (catalyseurs sélectifs), de la santé (anticancéreux, antioxydants), de l'environnement (bioremédiation) et de l'énergie (production d’hydrogène). Après une thèse d’Etat en chimie moléculaire, sous la direction de Daniel Mansuy, portant sur la modélisation chimique de cytochromes, et un stage post-doctoral dans le Departement de biochimie de l’Institut Karolinska a Stockholm, l’objectif constant de Marc Fontecave fut de comprendre la structure et la réactivité chimique de systèmes comportant des centres métalliques avec une attention particulière pour les enzymes à fer qui catalysent des réactions d’oxydo-réduction originales. Son ambition est d'aborder ces questions par la maîtrise des méthodes et des concepts de la biochimie, de la biologic moléculaire, de la chimie organique et inorganique de synthèse et de diverses spectroscopies. Cette approche lui a permis de découvrir de nouvelles métalloenzymes, d’en caractériser les propriétés chimiques, d’en mimer les sites actifs pour "inventer" de nouveaux catalyseurs sélectifs (en particulier pour l’activation de petites molécules comme l’oxygene, l’eau oxygène ou l’hydrogène) et, plus récemment, de comprendre les mécanismes moléculaires d’assemblage de ces sites. Une découverte significative a été celle de la ribonucléotide réductase, l’enzyme à fer responsable de la biosynthèse des précurseurs de l’ADN chez les microorganismes anaérobies. Ce système enzymatique joue un rôle clé pour la vie cellulaire (synthèse de l’ADN); la chimie complexe qu’il met ben oeuvre est d’une très grande originalité; l’analyse des génomes démontre que la même chimie est utilisée dans des centaines de réactions cellulaires (réparation ADN, synthèse de biomolécules soufrées,...); ce système a probablement joué un rôle capital en permettant le passage du "monde à ARN", à l’origine de la vie, au "monde à ADN" qui est le nôtre aujourd’hui.
Marc Fonteeave s’intéresse également à des biomoléculcs rédox organiques comme les flavines. Sa découverte de flavine réductases, impliquées dans toutes sortes de réactions métaboliques (comme la biosynthèse d’antibiotiques), a débouché sur des outils biotechnologiques originaux, récemment brevetés, pour la détection et la coupure sélective de l’ADN.
Ses travaux les plus récents ont pour objectif de trouver, notamment par une approche bio inspirée, des solutions chimiques originates pour la production et l’oxydation de l’hydrogène. Cela passe par l’étude des hydrogénases, de leur maturation et de complexes, à base de Nickel et de Fer, mais aussi de Ruthénium et de Cobalt, mimant le site actif de ces enzymes.
Les travaux de Marc Fontecave ont fait l’objet de plus de 240 publications et plus de 220 conférences ou séminaires sur invitation.
Visit the two sites related to Marc Fontecave’s scientific activities:
http://www-dsv.cea.fr/instituts/instituts-de-recherches-en-technologics-et-sciences-pour-le-vivant-irtsv/unites-de-recherche/laboratoire-chimie-et-biologie-des-metaux-lcbm
http://www.college-de-france.fr/default/EN/all/chi_pro
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